1.2 化学能与电能的转化（第2课时） 教案 2025-2026学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

该教案聚焦化学电源的分类、工作原理及电极反应式书写，通过展示常见电池图片导入，联系上节课原电池原理，搭建“理论原电池→实际化学电源”的学习支架，引导学生从已知探究未知。 特色在于以分类梳理为框架，结合一次、二次电池及燃料电池实例，通过电极反应式书写培养宏观辨识与微观探析能力，借助二次电池充放电原理分析落实证据推理与模型认知，知识扩展联系新能源电池体现科学态度与社会责任，助力学生深化理解，为教师提供素养导向的教学范例。

课题 专题1 化学反应与能量变化 第二单元 化学能与电能的转换 第2课时 化学电源 学科 化学 学段 高中 年级 选修第一册 教材 苏教版（2019） 教学目标及教学重点、难点 教学目标： 1．能列举常见的化学电源，并能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 2．能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决新型电池的开发问题。 3．了解化学电源的分类及常见化学电源的构成 教学重点：二次电池和燃料电池的工作原理 教学难点：电极反应式的书写及判断 核心素养 1．宏观辨识与微观探析：从微观角度（电子、离子的转移）的变化，运用化学符号（电极反应式）描述简单物质及其变化。 2．证据推理与模型认知：能从定性与定量结合上收集证据，能通过定性分析和定量计算推出合理的结论。 3．科学态度与社会责任：深刻认识能量转化在解决能源危机中的重要作用。 教学过程(表格描述) 教学环节 主要教学活动 设置意图 引入 新课 【展示】一些常见的化学电源的图片 【讲述】上节课我们学习了原电池的工作原理，我们知道，理论上能自发进行的氧化还原反应能设计成原电池，但实际中却不一定都能成为化学电源，那能成为化学电源的都有哪些呢？这节课我们来学习化学电源。 通过生活常见的电池，了解化学电源，引发学生思考 新课讲解 一、化学电源分类 二、一次电池 三、二次电池 四、燃料电池 课堂练习 一、化学电源分类 【设问】通过常见的化学电源的图片及我们平时的了解，化学电源有哪些分类呢？ 【学生】一次电池、二次电池、燃料电池 【讲解】一次电池的特点是：结构简单，二次电池的特点是：反复使用，燃料电池的特点是：连续工作，并列举每一类电池的实例 二、一次电池（干电池） 【过渡】在化学电源中，常见的是一次电池 【提问】一次电池有哪些类型呢？ 【回答】普通锌锰干电池、碱性锌锰电池、纽扣银锌电池等。 1.普通锌锰干电池（干电池） 【讲述】我们来了解一下锌锰干电池的构造、反应原理、优缺点 锌铜做负极，碳棒做正极 优点：制作简单、价格便宜、携带方便 缺点：放电时间短，电量小、污染环境 电极反应式： 负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：2NH4++2e-=2NH3+H2 总反应：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2 2.碱性锌锰干电池 优点：相比普通锌锰干电池，电流稳定，放电容量增大，放电时间增长，不会漏液。 缺点：多数只能使用一次，不能充电 电极反应式： 负极：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－ 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2 3.锌银纽扣电池 优点：体积小，放电电压平稳 缺点：不能充电，污染环境 电极反应式： 负极：Zn+2OH－- 2e－=Zn(OH)2 正极：Ag2O+H2O+2e－=2Ag+2OH－ 总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag 【学生活动】讲述了一次电池的3种类型，同学们试着跟着写出每一类型电池的电极反应式，会分析他们有什么不同 三、二次电池（可充电电池） 【提问】二次电池有什么特点呢？ 【回答】二次电池又称为充电电池或蓄电池，放电后可以再充电使活性物质获得再生，因此二次电池可以多次重复使用。铅蓄电池是最常见的二次电池。 【提问】二次电池有哪些类型呢？ 【回答】主要类型：铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等 1.铅蓄电池 【提问】铅蓄电池的电极有什么特点呢 【回答】铅蓄电池的电极反应物(Pb、PbO2)和放电后的产物(PbSO4)均以固体形式附着在电极材料表面。 【提问】这样设计的目的是什么呢？ 【回答】使电极反应物和产物富集在电极材料表面，充、放电时可以循环转化，实现电池重复使用。 优点：性能优良、价格低廉、安全可靠、可多次充电放电。 缺点：比能量低，废弃后会污染环境。 【思考】铅蓄电池的放电反应是怎么样的呢？是与充电的反应一样吗？ 【回答】不是 【展示】PPT12 【讲解】铅蓄电池的放电反应及电极方程式，充电反应为放电反应的逆过程 2.镍氢电池 【讲解】镍氢电池的电极反应及工作原理 负极：MH MH- e- +OH-=M+H2O 正极：NiO(OH) NiO(OH)+e- =NiO+OH- 总反应 NiO(OH)+MH  = NiO +M+H2O 电解质 KOH溶液 3.锂离子电池（以钴酸锂-石墨锂电池为例） 【讲解】锂离子电池的电极反应及工作原理 负极 LixC6－xe－= 6C＋xLi＋ 正极 Li(1－x)CoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2 总反应 LixC6＋Li(1-x)CoO2=LiCoO2＋6C 四、燃料电池 【学生活动】阅读教材，说说什么是燃料电池？ 【回答】燃料电池是利用燃料和氧化剂之间发生的氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的化学电池。燃料电池的氧化剂和还原剂不是储藏在电池内部，而是在工作时不断从外部输入，同时将电极反应产物不断排出电池，因此燃料电池能连续不断地提供电能。 【提问】燃料电池有哪些类型呢？ 【讲解】类型：氢氧燃料电池等，除氢气外，甲烷、甲醇、肼（N2H4）、氨等都可以作为燃料电池的燃料。 【展示】PPT16-18 【讲解】分别介绍氢氧燃料电池、烷燃料电池、肼燃料电池的反应原理、电极反应式等。 【学生活动】教师讲解过程中，试跟着写出各类电池的电极反应式 【归纳】五、化学电池优点 1、能量转换效率高，供能稳定可靠 2、可以制成各种形状和大小，使用方便 3、容易维护，可以在各种环境下工作 知识扩展 目前市面上一些性能优异的电池，并且广泛应用于新能源汽车 1.磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点 2.三元聚合物锂电池的优点 在容量与安全性方面比较均衡的材料，循环性能好于正常钴酸锂 课堂练习 1.下列有关原电池的叙述正确的是（ ） A．一切氧化还原反应都可设计成原电池 B．燃料电池是将热能转变为电能的装置 C．原电池的正极发生的是还原反应，负极发生氧化反应 D．在锌锰干电池中，锌单质做负极，锰单质做正极 【答案】C 【解析】 A选项，一般自发且放热的氧化还原反应可设计成原电池，错误； B选项，燃料电池是将化学能直接转换为电能的装置，错误； C选项，原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应，正确； D选项，锌锰干电池中，正极材料是石墨，错误。故选C。 2.已知某储氢电池的电池的反应为：H2+2NiOOH=2Ni(OH)2，电解质溶液为KOH溶液，写出该电池的电极反应式 【答案】 负极：H2-2e-+2OH-=2H2O 正极：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH- 3.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池反应方程式为Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)=Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，下列说法中，错误的是(　　) A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为 2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－=Mn2O3(s)＋2OH－(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量减少6.5 g 【答案】C 【解析】 利用原电池原理分析碱性锌锰电池：锌为负极，在反应中失去电子；电池工作时，电流由正极通过外电路流向负极，而电子移动方向与电流方向相反，故C错误； 由电子守恒知D项正确； 由该电池反应的总反应式和原电池原理写出正极反应式知B正确。 对化学电源进行分类，能列举常见的化学电源 通过详细介绍三种常见的一次电池，使学生能利用相关信息分析化学电源的工作原理。 通过详细介绍常见的二次电池，使学生能利用相关信息分析化学电源的工作原理，理解电极反应式的书写及判断 碱性介质下的氢氧燃料电池 酸性介质下的氢氧燃料电池 碱性介质下的甲烷燃料电池 课堂 总结 板书设计 一、化学电源分类 二、一次电池（干电池） 1.普通锌锰干电池（干电池） 2.碱性锌锰干电池 3.锌银纽扣电池 三、二次电池（可充电电池） 1.铅蓄电池 2.镍氢电池 3.锂离子电池（以钴酸锂-石墨锂电池为例） 四、燃料电池 1.氢氧燃料电池 2.甲烷燃料电池 3.肼燃料电池 五、化学电池优点 教学设计反思 通过本节课，使我感受到了教学方法的重要性以及得到良好效果的快乐，也看到了学生的那种渴望创新、探索、渴求表现的要求，也使我看到了学生们的巨大的潜能，更大的发展性、可塑性，对于我在今后教学中给予学生更大的发展空间提供了基础。 学科网（北京）股份有限公司 $